مواد بازدارنده رسوب در واحدهای آب شیرین کن اسمز معکوس ( آنتی اسکالانت)

رسوبات، پوشش هایی از مواد معدنی محلول در آب هستند که روی سطوح می چسبند و با توجه به اینکه آب خوراک سیستم های آب شیرین کن صنعتی (RO) حاوی مقادیر زیادی نمک های کلسیم می ­باشند، این نمک ها به صورت کلسیم فسفات و کلسیم کربنات ته نشین شده و باعث کاهش تولید درممبران های آب شیرین کن اسمزمعکوس می گردند.بنابراین به کارگیری بازدارنده های رسوب (آنتی اسکالانت) موثر، یک اقدام و نیاز اولیه در واحد های آب شیرین کن صنعتی RO می­ باشد که می توانند در شرایط بسیار متفاوتی رسوب گذاری را کنترل نموده و باعث طول عمر ممبران های سیستم اسمزمعکوس شوند.تزریق آنتی اسکالانت به جریان آب خوراک واحد اسمزمعکوس RO یکی از متداول ترین روش های پیشگیری از تشکیل رسوب در ممبران های واحدهای آب شیرین کن اسمز معکوس است.مهمترین رسوب­ ها در سیستم­ های تصفیه آب به روش RO کربنات­ها نظیر کربنات کلسیم (CaCO3) و سولفات ها نظیر سولفات کلسیم(CaSO4) می­ باشند. سایر رسوب ­ها نظیر سیلیس، سیلیکات ­ها، فلوراید کلسیم (CaF2) و… به لحاظ کمی از اهمیت کمتری برخوردار هستند.عوامل تشکیل رسوب بر روی ممبران:بالا بودن غلظت یون های رسوب گذار مانند کلسیم، سولفات و قلیائیت در آب خوراکبالا بودن میزان بازیافت (Recovery) دستگاه و افزایش شدید غلظت نمک­ های محلول در آب در بخش آب عبوری از روی لایه­ های غشاطراحی نامناسب دستگاه­ ها و عدم توجه به اهمیت پلاریزاسیون غلظتی روی سطح غشا به هنگام طراحی آنهدف هر ماده ممانعت کننده از رسوب، جلوگیری از تشکیل کریستال این رسوبات به ویژه کربنات ­ها و سولفات­ ها بر روی سطح غشا (ممبران) می ­باشد.عملکرد و نقش آنتی اسکالانت در دستگاه های آب شیرین کن ROآنتی اسکالانت تولیدی شرکت ایمن ­آب کاژه با نام تجاری IPAS مانند محصولات معتبر شرکت های بین­ المللی به 3 طریق زیر مانع تشکیل رسوب بر روی سطح غشاء می گردد.1- اثر آستانه ای:به محض تشکیل اولین proto Nuclei ها یا cluster ها و قبل از تبدیل آنها به هسته کریستال ( رسوب) آنتی اسکالانت به cluster ها چسبیده و مانع تبدیل آنها به هسته کریستال (رسوب) می­ شود.2- اثر تغییر فرم کریستال:در این حالت آنتی اسکالانت به کلاسترهایی که موفق به تشکیل هسته و کریستال شده ­اند چسبیده و مانع تشکیل کریستال با شکل منظم می ­گردد و لذا شاهد تشکیل کریستالی غیر طبیعی هستیم. این کریستال قابلیت نشست و اتصال بر روی سطح غشا را به خوبی نداشته و همراه آب دور ریز از سطح غشا خارج می­ شود.3- اثر پراکنش:در این حالت حتی اگر ذرات کریستالی هم تشکیل شده باشند ماده آنتی اسکالانت که به خوبی در آب محلول است به این کریستال ها چسبیده و با معلق نگه داشتن آنها باعث دفع آنها همراه آب Drain می ­گردد.چگونگی تشکیل رسوب در دستگاه های RO و جلوگیری از آنسيستم های تصفیه آب به روش اسمز معکوس ( RO ) بطور طبیعی بر اثر املاح محلول، مواد معلق و پارامترهای میکروبی موجود در آب دچار گرفتگی می­ شوند. برای جلوگیری از این امر پیش تصفیه فیزیکی و شیمیایی مناسب و استفاده از مواد ضد رسوب ( آنتی اسکالانت) در دستگاه های RO ضروری می باشد.لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) ناشی از ترکیبات معدنی محلول در آب همچون کربنات کلسیم (CaCO3) ، سولفات کلسیم (CaSO4 )، سیلیکا (SiO2) یا دی اکسید سیلیکون ، سولفات باریم (BaSO4) و … می تواند موجب پایین آمدن راندمان کاری سیستم های فیلتراسیون غشایی ( RO )، افزایش فشار و درنتیجه افزایش مصرف انرژی و هزینه های آن ، کاهش کیفیت آب بدست آمده و از کارافتادگی های مکررسیستم اسمز معکوس گردد . لازم به ذکر است عمر مفید فیلترهای غشایی بر اثر پدیده هایی چون لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) می تواند به شدت کاهش یابد. تشکیل رسوب زمانی آغاز می شود که غلظت يك نمك در آب از حلاليت آن در شرایط محلول بالاتر رود. هسته­های اولیه کریستال نقش کاتالیزوری را برای تشکیل کریستال های بیشتر نمک بازی می­کند. اين كريستال هاي نمك به شرط اينكه به اندازه و جرم حجمي لازم برسند از حالت معلق خارج مي ‌شوند و شروع به رسوب ‌دهي مي ‌كنند. فرآيند ته ‌نشيني رسوب تا زماني ادامه خواهد داشت كه يون های تشکیل دهنده نمک در محلول به صورت فوق اشباع باشند.انتخاب صحیح نوع آنتی اسکالانت می تواند سرعت تشکیل بسیاری از رسوب ها را کند کرده و از ایجاد گرفتگی یا فولینگ در داخل ممبران پیشگیری نماید.آنتی اسکالانت شرکت ایمن آب کاژه با نام های تجاری IPAS 130 و IPAS 150 آزمایش­ های ممانعت کنندگی از تشکیل رسوب به روش NACE، سازگاری با غشا و قابلیت تحمل پذیری یون کلسیم را به خوبی پشت سر گذاشته و نتایج حاصله در قیاس با برخی نمونه­ های معتبر خارجی حتی عملکرد بهتری را نیز نشان داده است. این محصول همچنین در آزمایش­های میدانی و نتایج ارزیابی ­های بدست آمده از مشتریان مختلف کارایی و توان خود را به اثبات رسانده است.استانداردهای سازگاری آنتی اسکالانت با ممبران ها توسط سازندگان غشاهای اسمزمعکوس نظیر: فیلمتک(FILMTEC) و CSM هایدروناتیکس(Hydranautics) ارائه شده است . آنتی اسکالانت شرکت ایمن آب کاژه توانسته تست سازگاری با غشاء های مورد استفاده در کشور ایران را با موفقیت پشت ­سر بگذارد.محصول این شرکت (IPAS)، آنتی اسکالانتی چند منظوره (General purpose) بوده و بر روی انواع مختلف یون­ های رسوب­ گذار محلول در آب اثر گذاشته و مانع رسوب­ گذاری آن ­ها می گردد.این محصول انواع تست ­های آزمایشگاهی طبق استاندارد های روز دنیا را پشت سر گذاشته و در تست­های میدانی و عملی هم کارایی بالایی از خود نشان داده است.این آنتی اسکالانت تحت نام تجاری IPAS130 و IPAS150 به بازار مصرف عرضه گردیده و در دستگاه­ های فعال در نقاط مختلف کشور (با ظرفیت­های مختلف و آب­هایی با آنالیز متفاوت) کارایی بالای خود را به اثبات رسانده است.این روش به منظور بررسی توان بازدارنده های رسوب به طور کمی و کیفی طراحی گردیده است و میزان جلوگیری از رسوب گذاری نمک های رسوب گذار را نشان می دهد.لازم به توضیح است که این روش امکان ارزیابی جامع و کامل بازدارنده ها را ندارد و فقط می توان از این روش برای ارزیابی اولیه بازدارنده های رسوب استفاده نمود.این روش با استفاده از مقایسه قدرت اثرگذاری بازدارنده های رسوب در شرایط خاص آزمایشگاهی، میزان تاثیر یک بازدارنده خاص را در جلوگیری از ایجاد رسوبات کلسیم سولفات و کلسیم کربنات در محلول نشان می دهد.